Désormais débarrassé de son bouclier protecteur en fibre de carbone, l'hélicoptère se prépare pour ses prochaines étapes.

La NASA vise au plus tôt le 8 avril pour que l'hélicoptère Ingenuity Mars fasse la première tentative de propulsion, vol contrôlé d'un avion sur une autre planète. Avant que le giravion de 4 livres (1,8 kilogramme) puisse tenter son premier vol, cependant, lui et son équipe doivent franchir une série de jalons intimidants.

L'ingéniosité reste attachée au ventre du rover Persévérance de la NASA, qui a atterri sur Mars le 18 février. Le 21 mars, le rover a déployé le bouclier anti-débris en composite de graphite en forme d'étui de guitare qui protégeait Ingenuity lors de l'atterrissage. Le rover est actuellement en transit vers "l'aérodrome" où Ingenuity tentera de voler. Une fois déployé, L'ingéniosité aura 30 jours martiens, ou sols, (31 jours terrestres) pour mener sa campagne de vols d'essai.

"Lorsque le rover Sojourner de la NASA a atterri sur Mars en 1997, cela a prouvé que l'itinérance de la planète rouge était possible et a complètement redéfini notre approche de la façon dont nous explorons Mars. De la même manière, nous voulons en savoir plus sur le potentiel d'Ingenuity pour l'avenir de la recherche scientifique, " dit Lori Glaze, directeur de la division des sciences planétaires au siège de la NASA. "Bien nommé, Ingenuity est une démonstration technologique qui vise à être le premier vol propulsé sur un autre monde et, en cas de succès, pourrait élargir davantage nos horizons et élargir la portée de ce qui est possible avec l'exploration de Mars."

Voler de manière contrôlée sur Mars est bien plus difficile que de voler sur Terre. La planète rouge a une gravité importante (environ un tiers de celle de la Terre), mais son atmosphère n'est que de 1 % aussi dense que celle de la Terre à la surface. Pendant la journée martienne, la surface de la planète ne reçoit qu'environ la moitié de la quantité d'énergie solaire qui atteint la Terre pendant la journée, et les températures nocturnes peuvent descendre jusqu'à moins 130 degrés Fahrenheit (moins 90 degrés Celsius), qui peuvent geler et fissurer les composants électriques non protégés.

Pour s'adapter aux logements disponibles fournis par le rover Persévérance, l'hélicoptère Ingenuity doit être petit. Pour voler dans l'environnement de Mars, il doit être léger. Pour survivre aux froides nuits martiennes, il doit avoir suffisamment d'énergie pour alimenter les radiateurs internes. Le système, de la performance de ses rotors dans l'air raréfié à ses panneaux solaires, radiateurs électriques, et d'autres composants - a été testé et retesté dans les chambres à vide et les laboratoires d'essai du Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud.

"Chaque pas que nous avons fait depuis le début de ce voyage il y a six ans a été un territoire inexploré dans l'histoire de l'avion, " a déclaré Bob Balaram, Ingénieur en chef de Mars Helicopter au JPL. "Et tandis que se déployer à la surface sera un grand défi, survivant à cette première nuit sur Mars seul, sans que le rover le protège et le maintienne sous tension, sera encore plus grand."

Déploiement de l'hélicoptère

Avant qu'Ingenuity ne fasse son premier vol sur Mars, il doit être carrément au milieu de son aérodrome - une parcelle de terrain martien de 10 mètres sur 10 mètres choisie pour sa planéité et son absence d'obstructions. Une fois que les équipes d'hélicoptères et de rover ont confirmé que Persévérance est située exactement là où elles le souhaitent à l'intérieur de l'aérodrome, le processus élaboré pour déployer l'hélicoptère à la surface de Mars commence.

"Comme pour tout avec l'hélicoptère, ce type de déploiement n'a jamais été fait auparavant, " dit Farah Alibay, Responsable de l'intégration de Mars Helicopter pour le rover Perseverance. "Une fois que nous commençons le déploiement, il n'y a pas de retour en arrière. Toutes les activités sont étroitement coordonnées, irréversible, et dépendantes les unes des autres. S'il y a même un indice que quelque chose ne se passe pas comme prévu, nous pouvons décider d'attendre un sol ou plus jusqu'à ce que nous ayons une meilleure idée de ce qui se passe."

Le processus de déploiement de l'hélicoptère prendra environ six sols (six jours, quatre heures sur Terre). Au premier sol, l'équipe sur Terre activera un dispositif casse-boulons, libérant un mécanisme de verrouillage qui a aidé à maintenir fermement l'hélicoptère contre le ventre du rover pendant le lancement et l'atterrissage sur Mars. Le sol suivant, ils tireront un dispositif pyrotechnique coupe-câble, permettant au bras mécanisé qui tient Ingenuity de commencer à faire pivoter l'hélicoptère hors de sa position horizontale. C'est également à ce moment que le giravion va déployer deux de ses quatre jambes d'atterrissage.

Au cours du troisième sol de la séquence de déploiement, un petit moteur électrique finira de faire tourner Ingenuity jusqu'à ce qu'il s'enclenche, amenant l'hélicoptère complètement à la verticale. Au cours du quatrième sol, les deux dernières jambes d'atterrissage se mettront en place. Sur chacun de ces quatre sols, le capteur topographique grand angle pour les opérations et l'ingénierie (WATSON) prendra des photos de confirmation de l'ingéniosité au fur et à mesure qu'il se déploie dans sa configuration de vol. Dans sa position finale, l'hélicoptère sera suspendu à environ 5 pouces (13 centimètres) au-dessus de la surface martienne. À ce moment, un seul boulon et quelques dizaines de minuscules contacts électriques relieront l'hélicoptère à Persévérance. Le cinquième sol du déploiement, l'équipe profitera de la dernière occasion d'utiliser Persévérance comme source d'énergie et de charger les six cellules de batterie d'Ingenuity.

"Une fois que nous avons coupé le cordon avec persévérance et laissé tomber ces 5 derniers pouces à la surface, nous voulons que notre grand ami s'éloigne le plus rapidement possible pour que nous puissions avoir les rayons du soleil sur notre panneau solaire et commencer à recharger nos batteries, " dit Balaram.

Au sixième et dernier sol programmé de cette phase de déploiement, l'équipe devra confirmer trois choses :que les quatre pattes d'Ingenuity sont fermement à la surface du cratère Jezero, que le rover a fait, En effet, conduire à environ 16 pieds (environ 5 mètres), et que l'hélicoptère et le rover communiquent via leurs radios embarquées. Ce jalon initie également l'horloge à 30 sol pendant laquelle tous les contrôles en amont et les tests en vol doivent avoir lieu.

"Ingenuity est un test en vol d'ingénierie expérimentale - nous voulons voir si nous pouvons voler sur Mars, " a déclaré MiMi Aung, chef de projet Ingenuity Mars Helicopter au JPL. "Il n'y a aucun instrument scientifique à bord et aucun objectif pour obtenir des informations scientifiques. Nous sommes convaincus que toutes les données d'ingénierie que nous voulons obtenir à la fois à la surface de Mars et en altitude peuvent être obtenues dans cette fenêtre de 30 sols."

Comme pour le déploiement, les équipes hélicoptère et rover aborderont méthodiquement le prochain essai en vol. Si l'équipe manque ou a des questions sur une étape importante du contrôle en amont, ils peuvent prendre un ou plusieurs sols pour mieux comprendre le problème. Si l'hélicoptère survit à la première nuit de la période de séquence à la surface de Mars, cependant, l'équipe passera les prochains sols à faire tout son possible pour assurer un vol réussi, comprenant le remuage des pales du rotor et la vérification des performances de la centrale inertielle, ainsi que de tester l'ensemble du système de rotor pendant une rotation jusqu'à 2, 537 tr/min (alors que le train d'atterrissage d'Ingenuity reste fermement en surface).

Le premier essai en vol sur Mars

Une fois que l'équipe est prête à tenter le premier vol, Perseverance recevra et transmettra à Ingenuity les instructions de vol finales des contrôleurs de mission du JPL. Plusieurs facteurs détermineront l'heure précise du vol, y compris la modélisation des modèles de vent locaux ainsi que les mesures prises par l'analyseur de dynamique environnementale de Mars (MEDA) à bord de Perseverance. Ingenuity fera tourner ses rotors à 2, 537 tr/min et, si tous les autocontrôles finaux semblent bons, enlever. Après avoir grimpé à une vitesse d'environ 3 pieds par seconde (1 mètre par seconde), l'hélicoptère survolera à 10 pieds (3 mètres) au-dessus de la surface jusqu'à 30 secondes. Puis, l'hélicoptère de Mars descendra et retombera sur la surface martienne.

Plusieurs heures après le premier vol, Perseverance mettra en liaison descendante le premier ensemble de données d'ingénierie d'Ingenuity et, peut-être, images et vidéos des caméras de navigation et de la Mastcam-Z du rover. D'après les données transmises ce premier soir après le vol, l'équipe de Mars Helicopter espère pouvoir déterminer si leur première tentative de vol sur Mars a été un succès.

Sur le sol suivant, toutes les données d'ingénierie restantes collectées pendant le vol, ainsi que des images en noir et blanc à basse résolution de la propre caméra de navigation de l'hélicoptère, pourrait être en liaison descendante vers JPL. Le troisième sol de cette phase, les deux images prises par la caméra couleur haute résolution de l'hélicoptère devraient arriver. L'équipe de Mars Helicopter utilisera toutes les informations disponibles pour déterminer quand et comment aller de l'avant avec leur prochain test.

"Mars est dur, " a déclaré Aung. "Notre plan est de travailler tout ce que la planète rouge nous lance de la même manière que nous avons relevé tous les défis auxquels nous avons été confrontés au cours des six dernières années - ensemble, avec ténacité et beaucoup de travail acharné, et un peu d'ingéniosité."

Un morceau d'histoire

Tandis qu'Ingenuity tentera la première mise sous tension, vol contrôlé sur une autre planète, le premier alimenté, vol contrôlé sur Terre a eu lieu le 17 décembre 1903, sur les dunes balayées par le vent de Kill Devil Hill, près de Kitty Hawk, Caroline du Nord. Orville et Wright ont parcouru 120 pieds en 12 secondes lors du premier vol. Les frères Wright ont effectué quatre vols ce jour-là, chacun plus long que le précédent.

Une petite quantité du matériau qui recouvrait l'une des ailes de l'avion des frères Wright, connu sous le nom de Flyer, lors du premier vol est maintenant à bord d'Ingenuity. Un ruban isolant a été utilisé pour enrouler le petit morceau de tissu autour d'un câble situé sous le panneau solaire de l'hélicoptère. Les Wright ont utilisé le même type de matériau - une mousseline écrue appelée "Pride of the West" - pour couvrir leurs ailes de planeur et d'avion à partir de 1901. L'équipage d'Apollo 11 a fait voler un morceau différent du matériau, avec un petit éclat de bois du Wright Flyer, aller et retour sur la lune lors de leur mission emblématique en juillet 1969.